淺析中間再熱式汽輪機液壓調節系統的工作原理

　　摘 要：汽輪是一種動力機械，其構造非常精密，其中的調節裝置在整機中起著控制指揮的作用，其主要調節汽輪機的運轉速度，進行安全保護的控制，從這個意義而言，調節系統對汽輪機運行的安全性、經濟性有著直接的影響。因此，本文就針對中間再熱式汽輪機液壓調節系統進行研究。
　　關鍵詞：中間再熱式汽輪機 液壓調節系統 工作原理
　　中圖分類號:TK263.72文獻標識碼：Ａ文章編號：1672-3791(2011)08(c)-0076-01
　　
　　對于中間再熱式汽輪機而言，與凝汽式汽輪機、調整抽汽式汽輪機等相比，它們之間的唯一不同就是中間再熱式汽輪機多出一個中間再熱系統，該系統非常龐大。并且經過再熱系統處理過的蒸汽通過中低壓缸所發出的功率，是整機功率的三分之二，所以汽輪機在甩負荷時會由于該原因而出現嚴重超速的現象。可見深入了解中間再熱式汽輪機液壓調節系統的工作原理非常必要。
　　
　　1 汽輪機甩負荷后出現超速問題的原因
　　具體而言，汽輪機在甩負荷后會出現超速問題，不外是由于以下幾點原因造成的：第一，在甩負荷時夾住了配汽機構，無法順利關閉調節汽閥，于是進汽量就遠遠超出維持空轉所需的蒸汽量，阻力矩與動力矩相比過小，汽輪機組的轉速就會快速提高，最終造成機組超速；第二，同步器、錯油門或者壓力變換器等部件的滑閥，在甩負荷時被夾住，導致油動機無法將調節汽閥及時關閉，從而汽輪機中進入大量的蒸汽，阻力矩大幅小于動力矩，汽輪機的轉速上升最終超速；第三，抽汽閥、抽汽逆止閥在甩負荷時未及時關閉，汽輪機中有抽汽管路中的蒸汽倒入，阻力矩大幅小于動力矩，造成機組超速；第四，調節汽閥的嚴密性較大，維持汽輪機空轉所需的蒸汽量不足，漏汽量過大，主蒸汽管道中的蒸汽都流入汽輪機，造成機組超速；第五，抽汽機組調節系統中，反調裝置出現故障問題，在甩負荷抽汽壓力有所下降時，調節系統受到反調作用的影響，開大了調節汽閥，最終造成機組超速。
　　
　　2 中間再熱式汽輪機液壓調節系統的工作原理
　　2.1 工作原理圖
　　中間再熱式汽輪機液壓調節系統的前身是旋轉阻尼器液壓調節系統，這種調節系統所采用的是分缸調節的模式。高壓缸的調節汽門是由高壓油動機予以控制的；而中低壓缸調節汽門則由中低壓缸油動機進地控制。二次油壓經過放大器的放大會分為兩路，其中一路與中低壓缸上的繼動器相連通，對三次油壓以及中低壓缸的調節汽門等進行控制；另外一路則直接進入動態校正器下部的波紋管，被動態校正后再與高壓缸上部的繼動器相連通，然后實現對高壓調節汽門的控制。當汽輪機處于正常動行狀態時，要將校正器的進口閥門與出口閥門均打開，另外一個閥門則關閉，這種情況下調節系統受到動態校正油壓的作用；如果汽輪機處于非正常狀態，則要將進、出口閥關閉，將另外一個閥門打開，二次油壓經過放大后會經過該閥門與高壓缸油動機上部的繼動器相連通。不過當汽輪機處于這種運行狀態時，二次沒壓的動態校正作用就沒有了。這種聯接形式即為動態校正器的旁路系統，其能夠提高動態校正器的靈活性，當其發生故障或者無法投入工作時，調節系統可能不受影響的繼續工作。
　　如果動態校正器處于正常的工作狀態，這種調節系統具體的工作過程為：外界的負荷如果有所提高，機組的轉速會相應的降低，此時一次油壓會隨之降低，二次油壓會相應的提高。當二次油壓作用于動態校正器時，會在其上產生一個動態校正增量，將校正油壓輸出。較正油壓會提高高壓缸油動機上的繼動器活塞下降的速度，也會減小對三次油壓進行控制的蝶閥的間隙，三次油壓升高。從而高壓缸油動機的活塞開始向上運動，而錯油門滑閥則向下移動，此時高壓缸調節汽門就會快速的打開，機組所發出的功率也會相應的增加，直到適應外界的負荷要求。在這一過程不僅動態校正油壓不斷的降低，直到等于二次油壓，而且因為油動機是向上運動的，受到杠桿反饋的作用，繼動器的活塞會慢慢升高，一直升至新負荷與二次油壓穩定在對應的靜態工作點，才會全部結束整個調節過程。如果外界負荷有所降低，則調節系統的動作流程則剛好與上述內容相反。
　　2.1 機組的主同步器
　　此外，機組的主同步器還有另外一種作用，即當系統處于單機運行的狀態，機組的轉速就會發生改變，并網運行后可以對機組的負荷進行改變。操作輔助同步器可以進行機組超速試驗。機組的逐步提速是由機組的起動系統完成的，其轉速可達到每分鐘2800轉；這個速度還可以用同步器將其提升為每分鐘3000轉，其與電網頻率同步、并網、加負荷，最終完成整個起動。
　　2.3 機組的液壓保護系統
　　汽輪機的液壓保護系統主要包括幾個部分：危急遮斷裝置、電超速保安裝置、超速保護裝置等等。液壓保護系統的主要作用主要體現在以下幾個方面：第一，如果機組處于超速或者故障狀態時，保護系統可以保證其馬上停機，其包括電動、手動以及超速三套脫扣裝置；第二，當汽輪機甩負荷時保護系統可以保證機組維持空轉的狀態。不過單純的液壓保護系統無法完全經得起甩負荷，因此要對其進行改進。可以增設一個液壓加速器，其主要目的有兩個：一方面當機組負荷轉速飛升的加速度大于120r/(min·s-1)且其轉速上升的速度大于額定轉速時，液壓加速器會開始動作，將調節汽門的控制油壓完全泄去，并把高壓調節汽門與中低壓調節汽門同時關閉。在閉合5秒左右以后，即完全結束液壓加速器的作用，此時高壓調節汽門與中低壓調節汽門可以重新開啟。另一方面，如果機組的轉速提高，即使其加速度未超出額定轉速，其轉速超出額定轉速7%時，液壓加速器同樣會將調節汽門完全關閉，直至轉速小于額定轉速的7%，再將調節汽門再次打開。此外，在甩100%負荷時，為了保證機組可以維持空負荷運行狀態不變，可以將電超速保護裝置進行相應的改進，促使該裝置在動作后，不但可以將中壓油動機的控制油泄去，而且可以往中壓油動機繼動器活塞下充壓力油，使得中壓調節汽門加快關閉的速度。
　　
　　參考文獻
　　[1] 魏毓華.200MW再熱式汽輪機的工作原理及異常振動的防治[J].東北電